研究人員開發出了一些新方法來追溯單個細胞的生命史,揭示它們在受精卵中的起源。通過檢測健康細胞中人類基因組拷貝,他們構建出了從早期胚胎一路發育成為成體器官的組成部分每個細胞的圖像。這項研究發表在6月29日的《自然》(Nature)雜志上。
在個體的生命過程中,機體內所有的細胞都會產生體細胞突變,這類突變不是從父母那繼承而來,也不會傳遞給后代。這些體細胞突變攜帶著有關每個細胞終身經歷的編碼記錄。
通過檢測單細胞DNA中突變的數量和類型,研究人員能夠評估細胞已分裂了幾次或是多次,檢測個體生命過程中細胞經受的DNA損傷和修復過程的印跡。此外,將每個細胞的突變與機體其他細胞的突變進行比較,科學家們能夠繪制出自受精卵起詳細的發育樹。
論文的第一作者、維爾康姆基金會桑格研究所的Sam Behjati博士說:“利用這種新方法,我們可以窺探生物體的發育。如果我們能夠更好地了解個體的一生中隨著分裂正常、健康細胞產生突變的機制,我們將 獲得一些基本的認識,知道什么可以被視作是正常的,這與我們在癌細胞中所見的有什么不同。”
研究小組觀測了來自小鼠胃、小腸、大腸和前列腺的細胞。單細胞全基因組測序有潛力闡明正常細胞的這些生物學方面。然而,這樣的技術仍然在開發之中。單細胞微量DNA意味著當前獲得的突變數據無法精確地重建正確的譜系。因此,研究小組采用了類器官細胞團(organoid)技術來替代單細胞分析,他們培育單細胞生成了精確測序所需的足量的DNA。
研究人員記錄了來自不同研究組織的細胞突變數量的差異,這有可能是由于細胞分裂速度的差異所導致。并且在來自不同組織的細胞中發現了一些不同的突變模式,表明它們經受了不同的DNA損傷和修復過程,反映出不同的生命經歷。
這一實驗采用的是健康小鼠。如果小鼠細胞突變率與人類細胞的相似,這些技術還可用于提供關于正常人類細胞生命史的一些認識。
論文的資深作者、桑格研究所主任Mike Stratton教授說:“成人身體是由100萬億個細胞所構成,所有這些細胞均起源于一個受精卵。更廣泛地應用這一方法將使得我們能夠提供自受精卵起成 體細胞發育的清晰圖像。并且,通過檢測每個細胞中突變的數量和類型,我們能夠獲得寫在DNA中的日志,了解一生中每個健康細胞經歷的事件,并探討在人類疾 病中這是如何發生改變的。”
有10名老年女性曾發生過幾十次骨折,往往只是輕輕絆一下就會受傷。但在接受一次自體骨髓細胞輸注之后,她們幾乎不再發生骨折。這些細胞經過實驗室處理,更容易穿透骨組織。這項小型臨床試驗的成果9月11日發表于......
自然界中,無論是動物發育還是微生物群落形成,復雜生命系統的建立都依賴細胞分化與功能分工。不同類型的細胞不僅承擔不同任務,還要以特定比例和空間分布組織在一起,才能形成穩定而高效的系統。那么,我們能否通過......
摘要:議程已定,嘉賓已至,4.16-17·北京春日之約,期待與您不負相見!中國細胞與基因治療(CGT)產業正站在從“技術探索”邁向“規范發展”的歷史性關口。在這一承前啟后的關鍵節點,IGC2026第十......
美國哈佛大學科學家研制出一種新型成像技術。這是一種多色顯微鏡技術,巧妙融合了電子顯微鏡與熒光顯微鏡的雙重優勢,使研究人員能在納米級分辨率下,同步觀測細胞的精細結構與特定蛋白質位置。相關成果已于2月21......
據中山大學消息,23日,中山大學錢軍教授團隊聯合廣州醫科大學附屬市八醫院劉林娜教授團隊、吉林大學第一醫院劉全教授團隊以及中山大學楊建榮教授團隊在《細胞》(Cell)雜志發表論文,首次系統揭示了埃博拉病......
近日,南京大學教授曹毅、四川大學教授魏強以及合作者在《自然-通訊》上發表研究成果。研究深入探討了動態剛度增強細胞力所帶來的功能性影響,發現快速循環剛度變化能讓細胞在原本無法移動的軟基底上實現高速遷移。......
如何精確指揮細胞執行特定任務,是合成生物學發展的關鍵挑戰。7月31日,中國科學院深圳先進技術研究院研究員陳業團隊聯合湖南省農業科學院單楊團隊在《自然-通訊》發表最新研究。他們建立了一套全新的生物信號處......
研究團隊借助新型光遺傳學工具篩選廣譜抗病毒化合物。圖片來源:美國麻省理工學院美國麻省理工學院領銜的研究團隊借助創新性光遺傳學技術,鑒定出3種能激活細胞天然防御系統的化合物——IBX-200、IBX-2......
近日,生命科學集團賽多利斯已成功完成對BICO集團旗下MatTek公司,包括Visikol的收購,相關交易于2025年4月對外宣布。在獲得監管機構批準并滿足其他常規交割條件后,該交易于2025年7月1......
在生命的微觀世界里,細胞分裂時有著嚴格的染色體分配原則。按照經典遺傳學和細胞生物學理論,細胞有絲分裂或減數分裂后,每個子細胞核都應該至少獲得完整的一套單倍體染色體,這樣才能保證細胞正常發育和發揮功能。......